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(优选)纳米材料在生物医学领域的应用
从DNA碱基对(纳米尺度)到细胞(微米尺度)的尺度变化
1纳米生物学和纳米医学概述
生命现象中的纳米结构蛋白质、DNA、RNA和病毒,都在1100nm的尺度范围。
生命现象中的“纳米机械”细胞中的细胞器。
“纳米车间”和“纳米工厂”细胞和植物的光合作用。
纳米科技的完美典范结构精确的遗传基因序列的自组装排列;神经系统的信息传递和反馈等。
生物合成和生物过程已成为启发和制造新的纳米结构的源泉。
概述:纳米医学和生物学
纳米技术中另一个重要分支领域
生物学和医学的研究内容
组织和生物细胞和器官染色体单个分子分子内部的结构
生命由纳米水平的生物分子为中心构成构造体,再由这些构造体聚集起来,相互作用,发挥各自的功能,从而形成生命现象。
生物学的重要内容
DNA分子的结构和复制DNA之所以能起遗传作用,是与它的分子结构有密切关系的。
DNA结构
DNA:脱氧核糖核酸,一种高分子化合物,组成它的基本单位是脱氧核苷酸。
1个脱氧核苷酸=1分子磷酸+1分子脱氧核糖+1分子含氮碱基组成的。
组成脱氧核苷酸的四种含氮碱基构成四种不同的脱氧核苷酸:
腺嘌呤(A)腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤(G)鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶(C)胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶(T)胸腺嘧啶脱氧核苷酸
很多个脱氧核苷酸聚合成为DNA。
3纳米给药系统与纳米药物载体
缺点是不具有生物活性,不能与生物组织形成化学结合,与组织间的连接基本上是机械性的结合。
自然界生物的某些器官就是天然的高分子纳米复合材料,在生物体上认识天然的纳米复合材料并利用人工合成的纳米复合材料,非常有现实意义。
几种常见的纳米药物载体
纳米靶向药物主要分为:
人工血管和人工心脏补片
纳米药物载体的主要制备方法
2)NP用于抗感染药物的载体
1纳米生物学和纳米医学概述
l吸收进入血液后在肝脏有道过性代谢作用。
在磁共振图象中,正常组织吸收纳米氧化铁表现为黑的低信号,病灶则不吸收纳米氧化铁表现为亮的高信号。
例如,将匹罗卡品用聚***基丙烯酸正丁脂制备成100~200nm的NP,药物包封率为10%~18%,在动物眼部用药后,房水中药物浓度增加23%,药物的消除速度变小,眼内压的下降也可持续更长的时间。
神经系统的信息传递和反馈等。
几种常见的纳米药物载体
(3)医用金属和合金材料
3、纳米生物医用材料。
三大支柱不锈钢、钴基合金、钛及钛基合金。
1纳米生物学和纳米医学概述
纳米给药系统与纳米药物载体
可靠预测材料寿命的体内外试验方法和模型;
DNA的空间结构:规则的双螺旋结构
DNA的复制:边解旋边复制
步骤第一步,利用细胞提供的能量,在解旋梅的作用下,把双链解开,成为解旋;第二步,以解开的每段为模板,以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成子链;第三步,随着解旋过程的进行,新合成的子链不断延伸,同时每条子链与其相对应的母链相互盘缠成螺旋结构,形成新的DNA分子。
现代遗传学家认为,基因是DNA分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称,是具有遗传效应的DNA分子片段。
基因位于染色体上,并在染色体上呈线性排列。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代,还可以使遗传信息得到表达。人类只有一个基因组,大约有5-10万个基因。
什么是基因?